Chapitre Le corps humain : introduction · une autre branche de la biologie, mais si on pousse l’étude anato-mique au-delà de la cellule, jusqu’au niveau des molécules, on

1Chapitre

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Le corps humain : introduction

Vous entreprenez maintenant l’étude du plus fasci-nant des sujets : votre propre corps. Non seulement cette explora-tion revêt-elle un caractère extrêmement personnel, mais elle est aussi d’une grande actualité. En effet, il ne se passe pratiquement pas une journée sans que les médias annoncent quelque décou-verte médicale. La connaissance du fonctionnement de l’orga-nisme humain vous aidera notamment à apprécier à leur juste valeur les récentes découvertes en génie génétique, à mieux com-prendre les nouvelles méthodes de diagnostic et de traitement des maladies et à profiter pleinement des informations sur la manière de rester en bonne santé. Par ailleurs, l’étude de l’anatomie et de la physiologie permettra à ceux qui se préparent à une carrière dans les sciences de la santé d’acquérir les connaissances fonda-mentales sur lesquelles ils pourront bâtir leur expérience clinique.

Dans ce chapitre, nous commençons par définir l’anato-mie et la physiologie en établissant la distinction entre ces deux domaines ; nous présentons ensuite la structure du corps humain et nous passons en revue les besoins et les processus fonctionnels communs à tous les êtres vivants. Nous expliquons les trois principes fondamentaux qui constituent la base de notre étude du corps humain et qui forment le lien entre tous les sujets traités dans ce manuel, à savoir la relation entre la struc-ture et la fonction, l’organisation structurale et l’homéo stasie.Enfin, ce chapitre aborde le vocabulaire de l’anatomie, c’est- à-dire les termes employés par les anatomistes pour décrire l’organisme humain et ses composants.

L’étude de l’anatomie et la physiologie permettent de comprendre le corps humain

Dans ce chapitre, vous découvrirez que

en vous demandant

et en explorant

1.1 Comment l’anatomie et la physiologie se définissent-elles et quels liens y a-t-il entre ces deux disciplines ?

1.4 Comment l’organisme maintient-il son environnement interne en équilibre?

1.5 Quels termes utilise-t-on pour décrire l’anatomie?

1.2 Comment le corps humain est-il structuré?

1.6 Les cavités du corps et les membranes

1.3 Quelles conditions rendent la vie possible?

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© Pearson ERPI - Anatomie et physiologie humaines, 6e éd.

2 PREMIÈRE PARTIE L’organisation du corps humain

1.1 La forme détermine la fonctionObjectifs d’apprentissage

▶ Définir l’anatomie et la physiologie, et décrire leurs spécialités respectives.

▶ Expliquer le principe de complémentarité de la structure et de la fonction, et en donner deux exemples.

Les deux disciplines scientifiques complémentaires que sont l’anatomie et la physiologie touchent aux notions fondamentales qui nous permettent de comprendre l’organisme humain. L’ana-tomie est l’étude de la structure des parties du corps et des rela-tions qui s’établissent entre elles ; l’aspect concret de l’anatomie lui confère un certain attrait, étant donné qu’on peut observer les structures de l’organisme, les palper et les examiner de près, sans être obligé de les imaginer.

La physiologie se penche sur le fonctionnement des parties du corps, c’est-à-dire sur la façon dont celles-ci jouent leur rôle et contribuent au maintien de la vie. En fin de compte, il n’est possible d’expliquer la physiologie qu’à partir des structures ana-tomiques sous-jacentes.

Pour simplifier l’étude du corps humain, nous parlerons des structures anatomiques et des valeurs physiologiques (tempé-rature corporelle, fréquence cardiaque, etc.) en prenant pour modèles un jeune homme (22 ans) en bonne santé pesant envi-ron 70 kg (l’homme de référence) ou une jeune femme en bonne santé d’environ 57 kg (la femme de référence).

Bien que nous utilisions les mêmes valeurs de référence et un vocabulaire commun pour désigner les positions et les régions du corps humain, vous savez, pour avoir observé les visages et les formes corporelles de milliers d’humains, que leur anato-mie externe diffère. Les organes internes présentent cette même variabilité. Ainsi, chez une personne donnée, la position d’un nerf ou d’un vaisseau sanguin peut s’écarter légèrement de la position théorique décrite dans les manuels d’anatomie. Il arrive aussi qu’un petit muscle soit absent. Néanmoins, plus de 90 % des structures présentes dans tout corps humain correspondent aux descriptions des manuels. Les variations anatomiques extrêmes sont rares parce qu’elles sont incompatibles avec la vie.

1.1.1 Spécialités de l’anatomieL’anatomie est un vaste domaine d’étude dont les nombreuses spécialités pourraient faire l’objet d’un cours complet. L’ana-tomie macroscopique consiste à étudier les structures visibles à l’œil nu, comme le cœur, les poumons et les reins. Le terme « anatomie » (du grec anatomê, qui signifie « découpe ») s’ap-plique surtout à l’anatomie macroscopique parce que cette discipline consiste à disséquer (découper) des animaux ou des organes préparés afin de les examiner.

On peut aborder l’anatomie macroscopique sous plusieurs angles.

●● En anatomie régionale, aussi appelée anatomie topogra-phique, on examine simultanément toutes les structures (muscles, os, vaisseaux sanguins, nerfs, etc.) d’une certaine région du corps, par exemple l’abdomen ou la jambe.

●● En anatomie des systèmes, on étudie séparément l’anatomie de chacun des systèmes de l’organisme : par exemple, l’étude

du système cardiovasculaire comprendrait l’examen du cœur et des vaisseaux sanguins du corps.

●● En anatomie de surface, on observe les structures internes en relation avec la surface de la peau. Vous y avez recours pour identifier les muscles visibles sous la peau d’un cultu-riste, tout comme les infirmières pour repérer les vaisseaux sanguins avant de prélever du sang ou de prendre le pouls.

Contrairement à l’anatomie macroscopique, l’anatomie microscopique s’intéresse aux structures invisibles à l’œil nu. Dans la plupart des cas, on examine au microscope des coupes extrêmement minces de tissus préalablement colorés et déposés sur une lame. L’anatomie microscopique comprend l’anatomie cellulaire, ou cytologie, c’est-à-dire l’étude des cellules, et l’his-tologie, qui porte sur la structure des tissus.

L’anatomie du développement suit la transformation struc-turale de l’organisme qui se déroule tout au long de la vie. L’embryo logie est une des branches de cette discipline et traite du développement prénatal.

Quelques divisions très spécialisées de l’anatomie s’avèrent extrêmement utiles dans certains domaines, tels que la recherche scientifique et le diagnostic des maladies. Par exemple, l’anatomie pathologique (ou anatomopathologie) étudie et analyse les lésions que les maladies causent aux structures de l’organisme, tant au niveau microscopique qu’au niveau macroscopique. L’anatomie radiologique consiste à étudier des structures internes au moyen de la radiographie ou des techniques spécialisées de tomographie.

Les anatomistes s’intéressent autant aux molécules qu’aux structures macroscopiques. La biologie moléculaire traite notam-ment de la structure des molécules biologiques, c’est-à-dire des substances chimiques qui entrent dans la constitution des orga-nismes vivants. En principe, la biologie moléculaire appartient à une autre branche de la biologie, mais si on pousse l’étude anato-mique au-delà de la cellule, jusqu’au niveau des molécules, on peut considérer qu’elle fait partie du grand domaine de l’anatomie.

1.1.2 Étude de l’anatomieParmi les « outils » essentiels à l’étude de l’anatomie, un des plus importants est la connaissance du vocabulaire employé dans ce domaine. Sont également indispensables l’obser-vation, la manipulation et, sur les sujets vivants, la palpa-tion (évaluation des caractéristiques de certains organes et recherche d’anomalies ou de formations pathologiques à l’aide des doigts ou des mains) et l’auscultation (examen consistant à écouter les bruits des organes avec un stéthoscope). À l’aide d’un exemple, voyons comment on utilise certains de ces outils au cours d’une étude anatomique.

Supposons que vous vous intéressez aux articulations mobiles. Au laboratoire, vous allez observer l’articulation d’un animal et voir comment ses parties sont agencées ; vous pouvez la faire bouger (la manipuler) pour déterminer l’amplitude de son mouvement. Puis, à l’aide du vocabulaire de l’anatomie, vous nommerez les parties de l’articulation selon la nomenclature en vigueur et vous décrirez les rela-tions qu’elles entretiennent afin que les autres étudiants et le professeur vous comprennent. Pour apprendre ce vocabulaire spécialisé, vous pourrez vous servir du glossaire à la fin de ce manuel.

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Chapitre 1 Le corps humain : introduction 3

Vous effectuerez la plupart de vos propres observations à l’œil nu ou au microscope, mais vous devez savoir que de nombreuses techniques médicales très perfectionnées permettent d’examiner soigneusement l’intérieur du corps sans causer de traumatismes. Voyez par exemple le Gros plan des pages 19 à 21 où il est question de ces remarquables techniques d’imagerie médicale.

1.1.3 Spécialités de la physiologieComme l’anatomie, la physiologie englobe un grand nombre de spécialités dont la plupart portent sur le fonctionnement de systèmes particuliers. Ainsi, la physiologie rénale étudie le fonctionnement des reins et la production d’urine, la neurophysiologie explique celui du système nerveux et la physio logie cardiovasculaire examine le fonc-tionnement du cœur et des vaisseaux sanguins. Alors que l’anatomie donne une image statique du corps, la physiologie met en évidence la nature dynamique de l’organisme.

En physiologie, on s’intéresse souvent à ce qui se passe au niveau cellulaire ou molé-culaire parce que les capacités fonctionnelles du corps dépendent du fonctionnement cellulaire, lequel dépend des réactions chimiques qui se déroulent à l’intérieur des cel-lules. Il faut donc bien connaître certains principes de chimie. Pour bien comprendre la physiologie, il faut également maîtriser certaines notions de physique pour expliquer notamment les courants électriques, la pression dans les vaisseaux sanguins et le mou-vement produit par l’action des muscles sur les os. C’est pourquoi nous présentons au chapitre 2 les principes fondamentaux de la chimie et de la physique sans lesquels on ne pourrait expliquer les notions de physiologie.

1.1.4 Complémentarité de la structure et de la fonctionBien qu’on puisse étudier séparément l’anatomie et la physiologie, ces deux disciplines scientifiques sont en réalité indissociables, car la fonction reflète toujours la structure. Autrement dit, un organe accomplit uniquement les fonctions que lui permet sa structure. C’est ce qu’on appelle le principe de complémentarité de la structure et de la fonction.

Ainsi, les os soutiennent et protègent les organes grâce aux minéraux qu’ils contiennent et qui leur confèrent leur dureté ; le sang ne peut se déplacer dans le cœur que dans un sens parce que cet organe comporte des valves qui empêchent le reflux, et les poumons rendent possibles les échanges gazeux grâce à leurs alvéoles et à leurs parois extrêmement minces. La figure 1.1, qui montre que les diverses formes de nos dents correspondent à des fonctions différentes, est un autre exemple de complémenta-rité. Dans ce manuel, après avoir décrit l’anatomie d’une structure, nous expliquons sa fonction en soulignant les caractéristiques structurales qui la rendent possible.

Les bords tranchants des incisives (structure) coupent les aliments comme le feraient des ciseaux (fonction).

Les surfaces plates des molaires (structure) broient les aliments comme le feraient un mortier et un pilon (fonction).

Les bords tranchants des incisives (structure) coupent les aliments comme le feraient des ciseaux (fonction).

Les surfaces plates des molaires (structure) broient les aliments comme le feraient un mortier et un pilon (fonction).

Figure 1.1 La complémentarité de la structure et de la fonction.

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Vérifiez vos acquis1. De quelle manière la physiologie est-elle reliée à l’anatomie ?2. Si vous vous intéressez au raccourcissement des muscles,

devez-vous étudier l’anatomie ou la physiologie ? Et si vous examinez l’emplacement des poumons dans le corps ?

3. APPLIQUEZ À l’aide de la liste « Éléments de formation des mots en anatomie et en physiologie » présentée à la toute fin de cet ouvrage, définissez les termes gastrite, leucocyte et néphropathie.

Les réponses se trouvent à l’appendice A.

1.2 L’organisation du corps va des atomes à l’organisme entierObjectifs d’apprentissage

▶ Énumérer, du plus simple au plus complexe, les différents niveaux d’organisation structurale du corps humain et expliquer les relations entre ces niveaux.

▶ Nommer les 11 systèmes de l’organisme, énumérer leurs composants et expliquer brièvement les principales fonctions de chaque système.

Le corps humain comporte plusieurs niveaux de complexité (figure 1.2). Tout au bas de cette organisation hiérarchique se trouve le niveau chimique, que nous étudierons au chapitre 2. À ce niveau, de minuscules particules de matière, les atomes, se combinent pour former des molécules comme l’eau et les pro-téines. À leur tour, ces molécules s’associent de manière bien spécifique pour façonner les organites, qui sont les éléments fondamentaux de la cellule. Les cellules sont les plus petites unités des organismes vivants. Nous étudierons le niveau cel-lulaire au chapitre 3. Toutes les cellules ont certaines fonctions en commun, mais elles ont aussi des dimensions et des formes très variées qui reflètent la diversité de leurs fonctions dans l’organisme. Il y aurait plus de 200 types de cellules dans le corps humain.

Les organismes les plus simples ne sont constitués que d’une seule cellule, mais chez les organismes complexes comme les êtres humains, le niveau tissulaire est le niveau d’organisa-tion structurale suivant. Les tissus sont des groupes de cellules semblables qui remplissent une même fonction. Il existe quatre grands types de tissus chez les humains : le tissu épithélial, le tissu musculaire, le tissu conjonctif et le tissu nerveux.

Chaque type de tissu joue dans l’organisme un rôle particu-lier que nous expliquons en détail au chapitre 4. En résumé, le tissu épithélial couvre la surface du corps et tapisse ses cavi-tés internes ; le tissu musculaire produit le mouvement ; le tissu conjonctif soutient le corps et protège les organes ; le tissu ner-veux permet des communications internes rapides par la trans-mission d’influx nerveux.

Un organe est une structure distincte composée d’au moins deux types de tissus, mais on y rencontre très souvent les quatre grands types. Chaque organe exerce une fonction pré-cise dans l’organisme. Le foie, le cerveau, les vaisseaux san-guins, les muscles squelettiques, les os et la peau sont aussi des organes, même s’ils sont très différents de l’estomac. On peut se

représenter chaque organe comme une structure fonctionnelle spécialisée qui exécute une activité essentielle qu’aucun autre organe ne peut accomplir à sa place.

Au niveau des organes, des processus physiologiques extrê-mement complexes se déroulent. Par exemple, l’estomac est tapissé d’un épithélium qui sécrète notamment le suc gastrique ; sa paroi est essentiellement formée de tissu musculaire dont le rôle est de pétrir et de mélanger le contenu gastrique (les aliments) ; cette paroi surtout musculaire et molle est renforcée par du tissu conjonctif ; ses fibres nerveuses accélèrent la diges-tion en stimulant la contraction des muscles et la sécrétion du suc gastrique.

Le niveau d’organisation suivant est le niveau des sys-tèmes, chaque système étant constitué d’organes qui travaillent de concert pour accomplir une même fonction. Par exemple, le cœur et les vaisseaux sanguins du système cardiovasculaire acheminent continuellement le sang oxygéné contenant des nutriments à toutes les cellules de l’organisme. Outre le système cardiovasculaire, l’organisme comporte les systèmes tégumen-taire, squelettique, musculaire, nerveux, endocrinien, respira-toire, digestif, lymphatique, urinaire et génital. (Notez que le système immunitaire est étroitement relié au système lympha-tique.) Vous trouverez à la figure 1.4, aux pages 8 et 9, une des-cription de chacun de ces 11 systèmes, que nous présenterons à la prochaine section et que nous étudierons plus en détail de la deuxième à la cinquième partie de ce manuel.

Le dernier niveau d’organisation est celui de l’organisme, c’est-à-dire l’être humain vivant. Le niveau de l’organisme constitue l’ensemble de tous ces niveaux de complexité travail-lant de concert pour assurer le maintien de la vie.

Vérifiez vos acquis4. Quel niveau d’organisation structurale constitue le domaine

d’étude d’un cytologiste ?5. Classez de la plus simple à la plus complexe les structures

suivantes : tissu, organisme, organe, cellule.


1.3 Le maintien de la vie dépend de l’accomplissement des fonctions vitalesObjectifs d’apprentissage

▶ Énumérer et décrire brièvement les caractéristiques fonctionnelles nécessaires au maintien de la vie chez les humains.

▶ Énumérer les conditions vitales dont dépend le fonctionnement de l’organisme et expliquer sommairement leurs fondements.

1.3.1 Fonctions vitalesAprès la description de ces niveaux d’organisation structurale du corps humain, il nous faut maintenant essayer de com-prendre le fonctionnement de cet organisme si bien structuré.

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Niveau chimiqueLes atomes se combinent pour former des molécules.

Niveau cellulaireLes cellules sont composées d’organites, eux-mêmes constitués de molécules.

Niveau tissulaireLes tissus sont constitués de cellules du même type.

Niveau des organesLes organes sont formés de différents types de tissus.

Niveau des systèmesLes systèmes sont constitués de divers organes en interaction.

Niveau de l’organismeL’organisme est formé de l’ensemble de ses systèmes.

Système cardiovasculaire

MoléculeAtomes

Cellule musculaire lisse

Tissu musculaire lisse

Tissu conjonctif

Vaisseau sanguin (organe)

Cœur

Vaisseaux sanguins

Tissu épithélial

Tissu musculaire lisse

Organite

Figure 1.2 Les niveaux d’organisation structurale. Dans ce schéma, les différents niveaux de complexité du corps humain sont illustrés à l’aide du système cardiovasculaire.

Comme tous les animaux complexes, les êtres humains doivent maintenir l’intégrité de leur structure et de leurs fonctions à l’inté-rieur de certaines limites, bouger, réagir aux changements de leur environnement, ingérer et digérer des aliments, avoir une activité métabolique, éliminer des déchets, se reproduire et croître. Nous traiterons ici brièvement de chacune de ces fonctions vitales, qui sont expliquées en détail dans des chapitres ultérieurs.

Il importe de bien comprendre que toutes les cellules de l’organisme sont interdépendantes, parce que l’être humain est un organisme multicellulaire et que ses fonctions vitales sont distribuées entre plusieurs systèmes différents. Les systèmes

ne travaillent pas de façon indépendante, mais collaborent au bien-être de l’organisme entier. La figure 1.3 représente sché-matiquement un certain nombre de systèmes et leurs contribu-tions les plus importantes à divers processus fonctionnels. Par ailleurs, pour mieux comprendre cette section, nous vous invi-tons à vous reporter aux descriptions des systèmes présentées à la figure 1.4, aux pages 8 et 9.

Maintien des limites

Tout organisme vivant doit maintenir des limites entre son environ nement (milieu externe) et son milieu interne (l’intérieur

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de l’organisme). Chez les organismes unicellulaires, cette limite est constituée d’une membrane qui forme une enveloppe et laisse entrer les substances utiles, tout en empêchant le pas-sage des substances inutiles ou nuisibles. De la même façon, toutes les cellules de l’organisme humain sont délimitées par une membrane à perméabilité sélective.

Cette membrane plasmique sépare le liquide intracellulaire (à l’intérieur des cellules) du liquide extracellulaire (à l’ex-térieur des cellules). Une partie du liquide extracellulaire se trouve dans les vaisseaux sanguins ; c’est le plasma sanguin. Une autre partie, appelé liquide interstitiel, entoure et baigne toutes nos cellules (figure 1.3).

De plus, l’ensemble de notre corps est recouvert et protégé par le système tégumentaire − la peau − (figure 1.4a), qui pré-vient le dessèchement des organes internes (ce qui serait fatal), tout en les protégeant contre les agresseurs microbiens et les effets nocifs de la chaleur, des rayons du soleil ainsi que

des innombrables substances chimiques présentes dans l’en-vironnement. Nous étudierons le système tégumentaire au chapitre 5.

Mouvement

Par mouvement, on entend toutes les activités permises par le système musculaire comme le déplacement au moyen de la marche, de la course ou de la nage, et les manipulations d’objets dans l’environnement grâce à l’agilité de nos doigts (figure 1.4c). Le système squelettique constitue la charpente sur laquelle sont fixés les muscles squelettiques qui entrent en action (figure 1.4b). La circulation du sang dans le système cardiovasculaire, le déplacement des aliments dans le système digestif et l’écoulement de l’urine dans le système urinaire sont également des mouvements assurés par un autre type de mus-cles. Au niveau cellulaire, la capacité des cellules musculaires de se raccourcir est appelée contractilité. Les chapitres 6 à 10 traiteront des systèmes reliés au mouvement.

Excitabilité

L’excitabilité est la faculté de percevoir les changements (sti-mulus) de l’environnement et d’y réagir de manière adéquate. Par exemple, si on se blesse la main avec un éclat de verre, on a aussitôt un réflexe de retrait, c’est-à-dire qu’on éloigne involon-tairement la main du stimulus douloureux (l’éclat de verre). Il n’est même pas nécessaire d’y penser, le geste est automatique. Un phénomène similaire se produit quand la concentration de CO

2 dans le sang s’élève jusqu’à atteindre un niveau dangereux :

des chimiorécepteurs interviennent alors en envoyant des mes-sages aux centres de l’encéphale régissant la respiration, et le rythme respiratoire s’accélère.

Comme les cellules nerveuses sont extrêmement excitables et communiquent rapidement entre elles au moyen d’influx nerveux (aussi appelés potentiels d’action), le système nerveux (auquel les chapitres 11 à 14 seront consacrés) joue un rôle déterminant dans l’excitabilité (figure 1.4d). Cependant, toutes les cellules de l’organisme présentent une certaine excitabilité.

DigestionLa digestion est le processus de dégradation des aliments en molécules simples capables de passer dans le sang. Le sang chargé de nutriments est ensuite acheminé à toutes les cel-lules de l’organisme par le système cardiovasculaire. Dans un organisme unicellulaire comme l’amibe, c’est la cellule elle-même qui constitue l’« usine de digestion » ; mais dans un organisme multicellulaire comme le corps humain, le système digestif remplit cette fonction pour l’ensemble de l’organisme (figure 1.4i). Le système digestif fera l’objet du chapitre 23.

MétabolismeLe terme métabolisme (« changement d’état ») englobe toutes les réactions chimiques qui se déroulent à l’intérieur des cel-lules. Le métabolisme comprend la dégradation de certaines substances en leurs unités constitutives (processus appelé plus précisément catabolisme), la synthèse de structures cellulaires plus complexes à partir de matériaux simples (anabolisme) ainsi que la production, à partir des nutriments et de l’O

2 (par

Liquide interstitiel

CœurNutriments

Aliments

Selles Urine

O2

O2

CO2

CO2

Système digestifAbsorbe les nutriments, les dégrade et élimine les matières non absorbées (selles).

Système tégumentaireProtège l’ensemble de l’organisme contre les agressions venant du milieu externe.

Système urinaireÉlimine les déchets azotés et les ions en trop.

Les nutriments vont du sang au liquide interstitiel, puis aux cellules; les déchets parcourent le trajet inverse.

Système cardiovasculaireDistribue l’O2 et les nutriments du sang à toutes les cellules de l’organisme et achemine les déchets et le CO2 aux organes qui les éliminent.

Système respiratoireAbsorbe les molécules d’oxygène (O2) et élimine les molécules de dioxyde de carbone (CO2).

Sang

Figure 1.3 Exemples montrant l’interdépendance des systèmes de l’organisme.

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la respiration cellulaire), des molécules d’ATP qui fournissent l’énergie nécessaire aux activités cellulaires. Le métabolisme (qui sera vu au chapitre 24) dépend des systèmes digestif et respiratoire (dont traite le chapitre 22), puisqu’ils font passer les nutriments et l’O

2 dans le sang, ainsi que du système cardiovas-

culaire (présenté aux chapitres 17 à 19), qui distribue ces subs-tances indispensables à l’ensemble de l’organisme (figure 1.4i, h et f, respectivement). La régulation du métabolisme est assu-rée principalement par l’intermédiaire des hormones sécrétées par les glandes du système endocrinien (figure 1.4e), que nous étudierons au chapitre 16.

ExcrétionL’excrétion est l’élimination des déchets de l’organisme, ou excreta. Pour fonctionner correctement, le corps doit se débarrasser des substances inutiles, comme les résidus de la digestion, ou même potentiellement toxiques, comme des sous-produits du métabolisme.

Plusieurs systèmes participent à la fonction d’excrétion. Par exemple, les résidus de nourriture non digérés sont rejetés par le système digestif sous forme de selles ; quant au système uri-naire (objet du chapitre 25), il élimine dans l’urine les déchets métaboliques azotés tels que l’urée (figure 1.4i et j). Le CO

2,

un sous-produit de la respiration cellulaire, est transporté par le sang jusqu’aux poumons et expulsé avec l’air expiré (figure 1.4h).

ReproductionLa reproduction s’effectue au niveau cellulaire et au niveau de l’organisme. La reproduction des cellules se fait par division cellulaire (mitose), une cellule originale produisant deux cel-lules filles identiques pour assurer la croissance ou la guérison d’une lésion. La reproduction de l’organisme humain, c’est- à-dire la génération d’un nouvel être humain, est la principale fonction du système génital. Lorsqu’un spermatozoïde s’unit à un ovocyte, l’embryon ainsi formé se développe à l’intérieur de l’organisme maternel jusqu’à la naissance d’un bébé. Le sys-tème génital (étudié au chapitre 27) est directement respon-sable de la reproduction, mais son fonctionnement est réglé de façon très fine par les hormones du système endocrinien (figure 1.4e).

Comme les hommes produisent des spermatozoïdes et les femmes des ovocytes, le processus de reproduction donne lieu à une « division du travail », et les organes génitaux de chaque sexe sont très différents (figure 1.4k et l). En outre, le site de la fécondation des ovocytes par les spermatozoïdes se trouve dans les structures reproductrices de la femme, où le fœtus en cours de développement est protégé et nourri jusqu’à sa naissance. Le chapitre 28 traite de la grossesse et des premières étapes du développement.

Croissance

La croissance est l’augmentation de volume d’une partie du corps ou de l’organisme entier, habituellement par la multipli-cation des cellules. Notons toutefois que les cellules grossissent aussi lorsqu’elles ne sont pas en train de se diviser. Pour qu’une véritable croissance se produise, il faut que le rythme des

activités anaboliques (de synthèse) dépasse celui des activités cataboliques (de dégradation).

1.3.2 Conditions vitalesTous les systèmes de l’organisme participent d’une façon ou d’une autre au maintien de la vie. Cependant, la vie est extraor-dinairement fragile et plusieurs facteurs lui sont nécessaires. Ces conditions vitales sont une quantité suffisante de nutri-ments, d’O

2 et d’eau ainsi qu’une température et une pression

atmosphérique adéquates.●● Les nutriments. Les nutriments proviennent de l’alimenta-

tion et contiennent les substances chimiques nécessaires à la production de l’énergie ou à la construction des cellules. La plupart des aliments d’origine végétale sont riches en glu-cides, en vitamines et en minéraux, alors que la plupart des aliments d’origine animale sont riches en protéines et en lipides. Nous aborderons certains concepts de nutrition au début du chapitre 24.

Les glucides sont la principale source d’énergie des cel-lules. Les protéines et, dans une moindre mesure, les lipides sont essentiels à l’élaboration des structures de la cellule. Les lipides protègent également les organes, forment des couches isolantes et constituent une réserve d’énergie. Plusieurs vita-mines et minéraux sont indispensables au transport de l’O

2

dans le sang et aux réactions chimiques qui se déroulent à l’intérieur des cellules. Ainsi, le calcium, un minéral, confère aux os leur dureté ; il joue également un rôle essen-tiel dans la coagulation du sang.

●● Les molécules d’oxygène (O2). Tous les nutriments du monde seraient inutiles sans oxygène. En effet, les cellules ne peuvent survivre que quelques minutes sans O

2, car en son absence, les

réactions oxydatives ne peuvent se produire et tirer assez d’énergie des nutriments. L’O

2 représente 20 % de l’air que

nous respirons. Il pénètre dans le sang et atteint les cellules grâce au travail conjoint du système respiratoire et du système cardiovasculaire. Nous verrons de façon détaillée l’utilisation de l’O

2 et des nutriments par les cellules, ainsi que l’ensemble

des réactions métaboliques, au chapitre 24.●● L’eau. L’eau compte pour 60 à 80 % de la masse corporelle ;

c’est la substance chimique la plus abondante de l’organisme. Elle constitue à la fois le milieu liquide nécessaire aux réac-tions chimiques et la substance de base des sécrétions et des excrétions. L’organisme tire l’eau des aliments et des liquides ingérés, et il la perd par évaporation au niveau des poumons et de la peau, ainsi que par les excrétions. L’équilibre entre les entrées et les sorties d’eau est primordial pour l’orga-nisme. Il en sera question de façon détaillée au chapitre 26.

●● La température corporelle. Les réactions chimiques ne peuvent se produire à un rythme suffisant pour maintenir l’organisme en vie que si la température corporelle est nor-male. Tout abaissement de la température au-dessous de 37 °C entraîne un ralentissement progressif des réactions métaboliques puis, finalement, leur arrêt. Si la température est excessive, les réactions chimiques s’enchaînent à un rythme effréné ; les protéines de l’organisme perdent leur

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(a) Système tégumentaire

OnglesPeau

Cheveux

(b) Système squelettique

OsArticulation

(c) Système musculaire

Musclessquelettiques

(d) Système nerveux

Encéphale

NerfsMoelleépinière

(e) Système endocrinien

Glande pinéale

HypophyseGlandethyroïde

Thymus

Glandesurrénale

Pancréas

Testicule

Ovaire

(f) Système cardiovasculaire

Cœur

Vaisseauxsanguins

Forme l’enveloppe externe de l’organisme; protège les tissus plus profonds contre les lésions (blessures et infections); synthétise la vitamine D; contient les récepteurs cutanés (douleur, pression, etc.) ainsi que les glandes sudoripares (régulation de la température corporelle) et sébacées.

Protège et soutient les autres organes; constitue une charpente sur laquelle les muscles agissent pour produire le mouvement; fabrique les cellules sanguines dans la moelle des os; constitue une réserve de minéraux.

Permet les manipulations d’objets dans l’environnement, la locomotion, l’expression faciale, le maintien de la posture; produit de la chaleur.

Système de régulation rapide de l’organisme; perçoit les stimulus, analyse les informations et réagit instantanément aux changements internes et externes en activant les glandes et les muscles appropriés.

Glandes qui sécrètent des hormones réglant divers processus, comme la croissance, la reproduction et l’utilisation des nutriments par les cellules (métabolisme).

Les vaisseaux sanguins transportent le sang qui contient de l’O2, du CO2 des nutriments, des déchets, etc.; le cœur fait circuler le sang en agissant comme une pompe.

Figure 1.4 Systèmes de l’organisme et leurs principales fonctions.

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Vaisseauxlymphatiques

Moelle osseuserouge

Conduitthoracique

Thymus

Rate

Nœudslymphatiques

Caviténasale

Bronche

Pharynx

Larynx

Trachée

Poumon Foie

Cavité orale

Œsophage

Gros intestin

EstomacIntestingrêle

RectumAnus

Rein

Uretère

Vessie

Urètre

Prostate

Conduitdéférent

Pénis

Testicule

Scrotum

Ovaire

Trompeutérine

Glandesmammaires

Utérus

Vagin

(g) Système lymphatique et immunitaire (h) Système respiratoire (i) Système digestif

(j) Système urinaire (k) Système génital de l’homme (l) Système génital de la femme

Recueille les liquides qui s’échappent des vaisseaux sanguins et les réa-chemine vers le sang; élimine les déchets de la lymphe grâce aux nœuds lymphatiques; contient les globules blancs (leucocytes) qui interviennent dans l’immunité. Les cellules immu-nitaires s’attaquent aux substances étrangères présentes dans l’organisme.

Assure en permanence l’oxygénation du sang et l’élimination du CO2 qu’il contient; les échanges gazeux se produisent à travers les parois des alvéoles pulmonaires.

Élimine du corps les déchets azotés; règle l’équilibre hydrique, électrolytique et acidobasique du sang.

Les systèmes génitaux assurent la reproduction. Les testicules produisent les spermatozoïdes et l’hormone sexuelle mâle; les conduits et les glandes permettent de déposer les spermatozoïdes dans les voies génitales de la femme. Les ovaires produisent les ovocytes et les hormones sexuelles femelles; les autres organes sont le siège de la fécondation et du développement du fœtus. Les glandes mammaires situées dans les seins produisent du lait servant à nourrir le nouveau-né.

Dégrade les aliments en nutriments absorbables qui passent dans le sang pour être distribués aux cellules; les substances non digérées sont rejetées sous forme de selles.

Figure 1.4 (suite)

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forme caractéristique et cessent d’être fonctionnelles. Les températures extrêmes, qu’elles soient trop basses ou trop élevées, sont mortelles. La majeure partie de la chaleur du corps est produite par le système musculaire. Une section du chapitre 24 sera consacrée à la thermorégulation.

●● La pression atmosphérique. La pression atmosphérique est la force exercée par l’air sur la surface du corps. La res-piration et les échanges gazeux dans les poumons néces-sitent une pression atmosphérique appropriée. (Au chapitre 22, nous expliquerons les principes des échanges gazeux.) En altitude, là où la densité de l’air et la pression atmosphérique sont plus faibles, l’apport en O

2 est parfois

insuffisant pour que le métabolisme cellulaire puisse se maintenir à un rythme satisfaisant.

Pour assurer la survie, non seulement les facteurs décrits précédemment doivent-ils exister, mais ils doivent être pré-sents en quantité appropriée ; les excès peuvent être tout aussi néfastes que les insuffisances. Nous avons mentionné les effets des températures extrêmes. L’O

2 est essentiel, mais son excès

est toxique pour les cellules. De même, nous devons consom-mer des aliments de bonne qualité et en quantité adéquate afin d’éviter les troubles nutritionnels, l’obésité ou l’inanition. Ajou-tons que les facteurs énumérés ici sont capitaux, mais qu’ils sont loin de représenter l’ensemble des facteurs qui contribuent à une bonne qualité de vie. Par exemple, si c’est nécessaire, nous pouvons vivre en l’absence de gravité, mais notre qualité de vie s’en ressent.

Vérifiez vos acquis6. Qu’est-ce qui distingue les organismes vivants des objets

inertes ?7. Quel nom donne-t-on à l’ensemble des réactions chimiques

qui se produisent dans les cellules ?8. Le schéma ci-dessous montre des cellules d’un tissu et une

portion de vaisseau sanguin. Les nutriments et les déchets cellulaires s’échangent à travers une frontière importante qui sépare deux compartiments remplis de liquide. Nommez (a) cette frontière puis, pour (b) et (c), nommez le liquide contenu dans chacun des compartiments. Soyez précis.

Cellules d’un tissua

b

cVaisseau sanguin


1.4 L’homéostasie se maintient par la rétro-inhibitionObjectifs d’apprentissage

▶ Définir l’homéostasie et expliquer son importance pour l’organisme.

▶ Nommer les trois éléments de base de tout mécanisme homéostatique et décrire la fonction de chacun.

▶ Expliquer la contribution de la rétro-inhibition et de la rétroactivation au maintien de l’homéostasie de l’organisme.

▶ Donner un exemple du déroulement de chacun de ces deux types de mécanismes.

▶ Définir la relation entre les déséquilibres homéostatiques et la maladie.

Notre corps est constitué de millions de millions de cellules presque toujours en activité ; le fait qu’il éprouve si peu de pro-blèmes de fonctionnement ne peut que nous émerveiller. Au début du xxe siècle, le physiologiste américain Walter Cannon parlait de la « sagesse du corps » ; il a créé le mot homéostasie pour décrire la capacité de l’organisme de maintenir relativement stable son milieu interne malgré les fluctuations constantes de l’environnement.

Même si l’étymologie du terme fait référence à un état stable, l’homéostasie ne désigne pas un état statique ou sans change-ment. Il s’agit plutôt d’un état d’équilibre dynamique dans lequel les conditions internes varient, mais toujours à l’intérieur de limites relativement étroites. En général, on considère que l’homéo stasie se maintient quand les conditions vitales de l’orga-nisme sont remplies et que l’organisme fonctionne bien.

Le maintien de l’homéostasie est un processus plus com-plexe qu’on ne le croirait de prime abord. En effet, presque tous les systèmes contribuent à stabiliser le milieu interne. Non seulement l’organisme doit-il maintenir à tout moment une concentration adéquate de nutriments dans le sang, mais il doit également surveiller et ajuster sans arrêt l’activité cardiaque et la pression artérielle afin que le sang puisse être acheminé à tous les tissus. En même temps, il doit éviter l’accumulation des déchets et réguler la température corporelle avec préci-sion. De nombreux processus chimiques, thermiques et neu-rologiques agissent et interagissent de façon complexe dans l’organisme, certains ayant tendance à le rapprocher, d’autres à l’éloigner de son objectif ultime, qui est l’homéostasie.

1.4.1 Mécanismes de régulation de l’homéostasieLa communication entre les différentes parties de l’organisme est essentielle à l’homéostasie. Le système nerveux et le sys-tème endocrinien captent et transmettent la majorité des infor-mations nécessaires au maintien de l’équilibre. Le premier produit des potentiels d’action transmis par les nerfs, tandis que le second élabore des hormones, que transporte le sang. Nous étudierons en détail le fonctionnement de ces deux grands systèmes de régulation dans des chapitres ultérieurs, mais nous décrivons ici les caractéristiques fondamentales des systèmes de régulation de l’homéostasie.

Quel que soit le facteur contrôlé, appelé variable, tous les mécanismes de régulation comportent au moins trois éléments interdépendants (figure 1.5).

●● Le premier, le récepteur, est essentiellement un capteur dont le rôle consiste à surveiller l’environnement et à réagir aux changements, ou stimulus, en envoyant des informations (entrée) au second élément, qui est le centre de régulation. Ces informations d’entrée vont du récepteur au centre de régulation en suivant la voie afférente.

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●● Le centre de régulation, qui fixe la valeur de référence, soit le niveau ou l’écart (ou la série de niveaux ou d’écarts) où la variable doit être maintenue, analyse les données qu’il reçoit et détermine la réaction appropriée. L’information (sortie) quitte alors le centre de régulation pour se déplacer vers le troisième élément, l’effecteur, en suivant la voie efférente. Pour ne pas confondre les termes « afférent » et « efférent », rappelez-vous que l’information transportée par la voie affé-rente s’approche du centre de régulation, tandis que l’infor-mation propagée par la voie efférente s’en éloigne. (Pour bien mémoriser cette notion, il vous suffit d’associer la pre-mière lettre des deux mots.)

●● L’effecteur est le moyen par lequel le centre de régulation met en œuvre la réponse (sortie) au stimulus. La réponse produit alors une rétroaction qui agit sur le stimulus ; elle peut avoir pour effet de le réduire, de sorte que tout le méca-nisme de régulation cesse son activité, ou de le renforcer afin d’amplifier la réaction.

Mécanismes de rétro-inhibitionLa majorité des mécanismes de régulation de l’homéostasie sont des mécanismes de rétro-inhibition, c’est-à-dire des systèmes dont la réponse met fin au stimulus de départ ou réduit son inten-sité. La valeur de la variable change donc dans une direction opposée au changement initial et revient à une valeur « idéale ».

Pour illustrer ce principe, prenons l’exemple d’un système de rétro-inhibition non biologique : un appareil de chauffage relié à un thermostat. Celui-ci contient à la fois le récepteur et le centre de régulation. S’il est réglé à 20 °C, le thermostat met l’appareil de chauffage (l’effecteur) en marche dès que la température de la pièce descend sous cette valeur. L’ap-pareil réchauffe alors l’air ambiant ; lorsque la température atteint 20 °C ou un peu plus, le thermostat arrête l’appareil de chauffage. Le cycle « marche » et « arrêt » ainsi créé permet de conserver dans la pièce une température assez proche de la valeur désirée, soit 20 °C. Le « thermostat » de votre corps, situé dans une partie de l’encéphale appelée hypothalamus, fonctionne un peu de la même façon (figure 1.6).

Stimulus :Changement interne ou externe modifiant une variable

Récepteur :Détection de la modification

Entrée : • Décodage du stimulus perçu• Transmission au centre

de régulation• Par l’intermédiaire

de la voie afférente

Sortie : • Production d’une réponse appropriée

par le centre de régulation• Transmission de la réponse à un effecteur• Par l’intermédiaire de la voie efférente

Réponse :• Réduction par l’effecteur

de l’intensité du stimulus• Retour de la variable dans sa

fourchette de valeurs normales, donc retour à l’équilibre initial

Récepteur Effecteur

Centre de régulation

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2

3 4

5

ÉQUILIBRE

DÉSÉQUILIBRE

DÉSÉQUILIBRE

Voie afférente

Voieefférente

(a) Paramètres de l’homéostasie : variables internes dont les valeurs normales fluctuent selon les stimulus reçus par l’organisme.

(b) La communication entre les éléments d’un mécanisme de régulation permet de maintenir la stabilité d’une variable interne dont la valeur a été modifiée.

Variables internes(Facteurs contrôlés)

Exemples Équilibre dans une fourchette de valeurs normales (minimales à maximales)

Exemples Exemples

Température corporelle

Glycémie

Pression artérielle

Concentration sanguine de différents ions

Gaz sanguins artériels(rapport O2/CO2)

Manque d’O2 (hypoxémie)

Hausse ou baisse de la température corporelle

Faim ou soif

Excès ou manque de sels minéraux

Blessure

Stress

Âge

Sexe

Hérédité

Sédentarité

Habitudes de vie

Problèmes de santé préexistants

Représentation schématique de l’homéostasie

Stimulus internes ou externes

Facteurs influant surles valeurs normales

Max.Moy.Min.

Figure 1.5 Régulation de l’homéostasie.

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Production de sueur

Déclenchement des frissons

La température corporelle augmente.

Stimulus : Chaleur ÉQUILIBRE

DÉSÉQUILIBRE

DÉSÉQUILIBRE

Voie afférente

Voie afférente

Voie efférente

Voie efférente

Stimulus : Froid

La température corporelle baisse.

RécepteursThermorécepteurs de la peau et de l’encéphale

RécepteursThermorécepteurs de la peau et de l’encéphale

EffecteursGlandes

sudoripares

EffecteursMuscles squelettiques

Centre de régulation(centre de

thermorégulation de l’encéphale)

Centre de régulation(centre de

thermorégulation de l’encéphale)

RéponseLa température corporelle baisse; le stimulus cesse.

RéponseLa température corporelle augmente; le stimulus cesse.

L’information passe par la voie afférente pour atteindre le centre de régulation.

L’information passe par la voie efférente pour atteindre les effecteurs.

L’information passe par la voie afférente pour atteindre le centre de régulation.L’information passe par

la voie efférente pour atteindre les effecteurs.

Figure 1.6 Régulation de la température corporelle par un mécanisme de rétro-inhibition.

La régulation de la température corporelle est une des nombreuses voies par lesquelles le système nerveux assure la stabilité du milieu interne. Le réflexe de retrait que nous avons cité comme exemple d’excitabilité est un mécanisme de régulation nerveux qui assure un retrait rapide de la main en présence d’un stimulus douloureux comme le contact avec un éclat de verre.

Le système endocrinien joue également un rôle important dans le maintien de l’homéostasie. La régulation du glucose sanguin (glycémie) par l’insuline est un bon exemple de méca-nisme de rétro-inhibition hormonal. Quand la concentration sanguine de glucose augmente, des récepteurs de l’organisme captent ce changement, et le pancréas (le centre de régulation) stimule la libération d’insuline dans le sang. Cette modification déclenche à son tour la réabsorption d’une plus grande quantité de glucose par les cellules, de sorte que la glycémie baisse. La diminution de la glycémie met alors fin au stimulus qui avait déclenché la libération d’insuline.

La capacité de l’organisme de régulariser son milieu interne revêt une importance capitale, et tous les mécanismes de

rétro- inhibition contribuent par leur action à éviter les change-ments soudains et majeurs au sein de l’organisme. La tempéra-ture corporelle et la glycémie ne sont que deux exemples des variables qui sont ajustées de cette façon, mais il en existe des centaines ! D’autres mécanismes de rétro-inhibition règlent le rythme cardiaque, la pression artérielle, la fréquence et l’am-plitude respiratoires ainsi que les concentrations d’O

2, de CO

2

et de minéraux dans le sang. Penchons-nous maintenant sur l’autre groupe de mécanismes de régulation par rétroaction, soit les mécanismes de rétroactivation.

Mécanismes de rétroactivation

Dans les mécanismes de rétroactivation, la réponse initiale amplifie le stimulus de départ, de sorte que la réponse qui suit se renforce. Il s’agit bien d’une « activation » parce que le chan-gement produit va dans la même direction que la fluctuation initiale, de sorte que la variable s’éloigne de plus en plus de sa valeur ou de son intervalle de valeurs de départ.

Contrairement aux mécanismes de rétro-inhibition, qui règlent une fonction physiologique autour d’une valeur précise

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ou qui maintiennent la concentration des composants sanguins dans une fourchette très étroite, les mécanismes de rétroacti-vation régissent habituellement des phénomènes peu fréquents qui ne nécessitent pas d’ajustements continus. En général, ils déclenchent une série d’événements qui peuvent s’autoentrete-nir : une fois mis en route, ils font boule de neige. En d’autres mots, ils vont en s’amplifiant. C’est pourquoi on dit souvent qu’ils se déroulent en cascade. Parmi les processus physiolo-giques bien connus qui font intervenir de tels mécanismes, men-tionnons les deux exemples suivants : l’augmentation de la force et de la fréquence des contractions du muscle utérin au cours de l’accouchement, et l’hémostase (ou l’arrêt du saignement).

Nous expliquerons en détail au chapitre 28 le mécanisme de rétroactivation par lequel l’ocytocine, une hormone hypothala-mique, rend plus intenses les contractions utérines pendant l’accou-chement (voir la figure 28.17, p. 1285). Retenons pour l’instant que l’ocytocine provoque des contractions de plus en plus fréquentes et de plus en plus vigoureuses, ce qui entraîne la libération d’une plus grande quantité d’ocytocine et l’accroissement du nombre de contractions jusqu’à ce que l’accouchement soit terminé. À ce moment-là, le stimulus qui a engendré la libération d’ocytocine disparaît, ce qui met fin au mécanisme de rétroactivation.

Les réactions de l’hémostase, que nous expliquerons en détail au chapitre 17, se produisent normalement peu après la rupture de la paroi d’un vaisseau sanguin, et ce méca-nisme complexe offre d’excellents exemples de régulation par rétroactivation portant sur une fonction organique importante. En gros, lorsqu’un vaisseau sanguin est endommagé, des fragments de cellules sanguines appelées plaquettes (ou throm-bocytes) s’agglutinent immédiatement sur le site de la blessure et libèrent des substances chimiques qui attirent d’autres pla-quettes. L’accumulation de plus en plus rapide de ces éléments sanguins obstrue temporairement la lésion (figure 1.7).

La formation du bouchon temporaire (appelé clou plaquet-taire) met un frein au mécanisme de rétroactivation qui a produit l’accumulation des plaquettes, mais il amorce une autre série de réactions en cascade qui mèneront à la formation du caillot. Ces dernières réactions, qui provoqueront la coagulation du sang, représentent aussi des exemples de rétroactivation. Comme ce type de réaction risque de devenir incontrôlable, les mécanismes de rétroactivation n’assurent habituellement pas le maintien de l’homéostasie de l’organisme. Cependant, les effets de certains mécanismes de rétroactivation, dont la coagulation, se limitent à des parties spécifiques de l’organisme. Par exemple, la formation du caillot est accélérée dans les vaisseaux endommagés, mais elle ne s’étend habituellement pas à l’ensemble de la circulation.

1.4.2 Déséquilibre homéostatiqueL’importance de l’homéostasie est telle que l’on considère que la plupart des maladies sont causées par un déséquilibre homéo statique, c’est-à-dire par une perturbation de l’homéo-stasie. Lorsque nous avançons en âge, nos organes et nos méca-nismes de régulation deviennent de moins en moins efficaces et notre milieu interne devient de plus en plus instable, ce qui crée un risque croissant de maladie et entraîne les modifica-tions inhérentes au vieillissement.

On trouve également de nombreux exemples de déséqui-libre homéostatique lorsque les mécanismes normaux de rétro- inhibition ne sont plus en mesure de jouer leur rôle ou lorsque les mécanismes destructeurs de rétroactivation ne sont plus contrôlés. Ce phénomène peut se manifester dans certains types de crises cardiaques, par exemple.

Tout au long de cet ouvrage, vous trouverez des exemples de déséquilibres homéostatiques qui vous permettront de mieux com-prendre les mécanismes physiologiques normaux. Les paragraphes décrivant des déséquilibres homéostatiques commencent par le symbole pour indiquer qu’on y explique un état anormal. Le Zoom 1.1 résume les mécanismes de régulation de l’homéo-stasie par l’intermédiaire de deux exemples.

Vérifiez vos acquis9. Quel processus vous permet de vous adapter dans

un environnement extrêmement chaud ou froid ?10. Pourquoi le mécanisme de régulation illustré à la

figure 1.7 est-il qualifié de mécanisme de rétroactivation ? Quel événement y met fin ?

11. APPLIQUEZ Quand une personne commence à être déshydratée, elle ressent la soif, ce qui l’incite à boire. Ce phénomène fait-il partie d’un mécanisme de rétroactivation ou de rétro-inhibition ? Expliquez votre réponse.


Arrêt de la rétroactivation avec la formation du bouchon

Déclenchement de la rétroactivation

Boucle de rétroactivation

1

23

4

Rupture ou déchirure de la paroi d’un vaisseau sanguin

Agglutination des plaquettes sur le site de la lésion et libération des substances chimiques

Attraction d’autres plaquettes par les substances chimiques libérées

Formation du bouchon de plaquettes (clou plaquettaire)

Figure 1.7 Description sommaire du mécanisme de rétro-activation qui régit la formation d’un bouchon de plaquettes (clou plaquettaire).

Regardez l’animation.

Réalisez l’activité.

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Les mécanismes de rétro-inhibition et de rétroactivation permettent le maintien de l’homéostasie en régulant les variables corporelles internes par le biais de leurs trois composantes : le récepteur, le centre de régulation et l’effecteur.

La régulation de la température corporelle se fait par des mécanismes de rétro-inhibition.

Stimulus : Chaleur

Augmentation de la température corporelle (au-dessus de la valeur de référence maximale)

Effet :

Diminution de la température corporelle

Effet :

Augmentation de la température corporelle

Stimulus : Froid

Diminution de la température corporelle (sous la valeur de référence minimale)

THERMORÉCEPTEURS de la peau et de l’encéphale :

• Détection de la hausse de température

• Envoi de cette information afférente au centre de régulation

CENTRE DE THERMORÉGULATION dans l’encéphale :

• Décodage de l’information envoyée par les récepteurs

• Envoi de la réponse efférente aux effecteurs

Glandes sudoripares (1) et vaisseaux sanguins (2) :

(1) Sécrétion de sueur, qui refroidit la peau en s’évaporant

(2) Vasodilatation qui permet la libération de la chaleur

THERMORÉCEPTEURS de la peau et de l’encéphale :

• Détection de la baisse de température


CENTRE DE THERMORÉGULATION dans l’encéphale :

• Décodage de l’information envoyée par les récepteurs

• Envoi de la réponse efférente aux effecteurs

Muscles squelettiques (1) et vaisseaux sanguins (2) :

(1) Contractions musculaires causant frisson et chair de poule, qui produisent de la chaleur

(2) Vasoconstriction permettant la rétention de la chaleur produite

Température corporelle dans les valeurs normales

Température corporelle hors des valeurs normales

DÉSÉQUILIBRE HOMÉOSTATIQUE

RÉCEPTEURS

Voie afférente

CENTRE DE RÉGULATION

Voie efférente

EFFECTEURS

La température corporelle revient dans les valeurs normales :

RETOUR À L’HOMÉOSTASIE

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Les mécanismes de régulation de l’homéostasieZOOM 1.1

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Les valeurs normales des variables de l’homéostasie varient selon plusieurs facteurs, dont l’âge, le sexe, l’hérédité, les habitudes de vie, etc.

La régulation de l’allaitement maternel est un mécanisme de rétroactivation.

Voici les membres de la famille Arsenault, présentés ci-contre. Au fil des chapitres, des scènes de leur vie quotidienne permettront d’illustrer les concepts suivants :

• La régulation homéostatique dans le système sur lequel porte le chapitre

• Les déséquilibres homéostatiques

Stimulus :

Stimulation mécanique provoquée par la tétée

État d’homéostasie :

Absence de tétée, aucune stimulation mécanique

L’arrêt de la tétée provoque la sortie de la boucle de rétroactivation.

La boucle s’entretient tant que le bébé tète.

CENTRE DE RÉGULATION :

Activation de la neurohypophyse par l’hypothalamus :

• Production par cette dernière d’une hormone, l’ocytocine

• Transport de l’ocytocine aux effecteurs par le sang

EFFECTEURS :

Activation par l’ocytocine des cellules myoépithéliales des glandes mammaires :

• Contraction des cellules myoépithéliales

• Éjection du lait par les glandes mammaires

MÉCANORÉCEPTEURS de la peau des mamelons :

• Détection de la pression causée par la succion


DÉPART

Tableau récapitulatif des mécanismes de régulation de l’homéostasie

TYPES DE MÉCANISMES RÉTRO-INHIBITION RÉTROACTIVATION

Stimulus Provoque un écart (à la hausse ou à la baisse) d’une variable par rapport à sa fourchette de valeurs de référence.

Un phénomène physiologique inhabituel provoque une réponse initiale.

Réponse S’effectue dans le sens opposé au stimulus initial pour ramener la variable à l’intérieur de sa fourchette de valeurs de référence.

Une boucle positive entretient et intensifie la réponse initiale tant que le stimulus est présent.

Processus visés • Phénomènes fréquents

• Ajustement continu

• Phénomènes peu fréquents

• Ajustement plus sporadique

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Documents

Chapitre Le corps humain : introduction · une autre branche de la biologie, mais si on pousse l’étude anato-mique au-delà de la cellule, jusqu’au niveau des molécules, on